石鼓山长隧道独头掘进通风处理技术探讨
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摘要 随着隧道的距离增长，其隧道施工时的通风处理尤为重要，是保证隧道施工人员安全的关键。结合石鼓山长距离隧道施工实例，鉴于该隧道长距离施工，射流风机纵向通风己不适应，经研究采用风机通风处理方案，对该隧道通风设计、方案选择、设备选型等进行详细探讨，探讨了长距离隧道施工通风技术问题，为长距离隧道通风处理提供参考借鉴。
关键词 石鼓山隧道；长距离隧道；通风处理；设备选型
中图分类号U459.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0152-02
1 工程概况
石鼓山隧道合同段施工段落左线为ZK10+480~ZK13+630（长度为3 150m），右线为YK10+500~YK13+652（长度为3 152m），建筑限界14.50×5m，隧道左洞纵坡-0.951%~-1.70%，平曲线半径为4 000（1 630）m，右洞纵坡-0.950%~-2.50%，平曲线半径为4 000（1 680）m。隧道出口均为削竹式洞门，照明为组合灯具，机械通风。
2 长距离隧道通风处理方案
石鼓山隧道长达6km，需采用斜井（竖井）分段纵向通风。经研究，对该长距离隧道现场实际情况是准备用通风机，在进洞到中间位置再加一个通风机。这种隧道通风处理方案，不但有利于隧道人员的安全施工，同时也便于隧道的日常养护、维修；而且，废气对居民影响小，为此经推荐本隧道工程采取风机通风方案。拟定的通风机通风方案，具有施工方便、工期易控制、废气对居民影响最小、有利于隧道的日常维修和保养、地质条件较好，同时有利于救灾。本隧道在通风井口净宽为7m，通风井中设置有中隔板，中隔板采用厚度为30cm的钢筋混凝土所制作而成。该中隔板把竖井筒分为两个部分，一部分适用于送风道；另外一部分则用于排风道。
3 通风处理施工技术
3.1 施工准备处理
1）采取测量定位工作。按照隧道建设方所提供的水平坐标、水准点以及设计总图，对本隧道所采取的通风处理方案，做好测量总控制，建立适合本隧道通风工程的测量定位网络和标高控制网络，设制基准点，对工程进行定位放线，对于重要的控制坐标则要求做成相对永久性的坐标点；
2）本隧道竖井口的场地平整，即主要是压风机基础、井架基础等等。同时鉴于本隧道工程量较大，在进行通风竖井筒施工时，同时对压风机基础、井架基础等采取施工，当这些基础施工完成后则马上进行压风机房等施工，工程实践表明，这样可有效地保证了施工工期。
3.2 通风安装、布置
1）风机安装。为了有效地确保压入更好、更新鲜的空气，在本隧道进口处安装通风机，安装位置于洞外距洞口约20m处。同时为了确保通风机运转平稳，把通风机固定在浆砌片石砌筑的1.5m高的机座上，而且采取螺杆连接牢固。另外，为了有效地避免通风机和配电柜雨淋受潮及防止他人触电发生意外，在风机和配电柜上方搭盖雨棚和护栏；
2）风管悬挂安装。风管与风机连接处采用铁丝捆绑加固软风管。把风管悬挂在进洞右侧岩体或衬砌墙体上，约离地面1.5m高。安装时，每隔5m就打眼，并且安装锚杆，接着采用ф6钢筋拉线，并采用紧线器张紧，风管吊挂在拉线下。安装时值得注意的是要确保风管悬吊要稳固，高度一致。
3.3 隧道正洞通风
由于本隧道工程的正洞洞口段为四线双连拱隧道采取中导洞法施工，中导洞肩负着双线大跨和的重要施工任务，同时考虑到左洞和中导洞内担负施工的工作面需要通风排烟，为了避免这一施工矛盾考到节约投入，正洞洞口段风机安设在中隔墙轴线距洞口20m处采取Y型钢桶进行供风分流。如果隧道只有一个工作面需要通风时则采取关闭另一侧通风措施；如果两个工作面同时需要通风时，则把通风机调至合理功率，并且同时开放两个通路尽心通风。
3.4 隧道的中间通风
本隧道施工工艺采用有轨出碴洞内污染源主要为炮烟，所需供风量较小，因此采用单一的压入式通风能够满足施工要求。鉴于本隧道的爆破、出碴、喷锚、打眼等施工工序随着本隧道施工长度的不断延伸，必定需求的通风量逐渐加大，显然隧道的通风量需求实际上是一个动态变化的过程。为此当隧道施工到隧道中间时，仅有隧道洞口的通风机采取通风已经完全不能满足隧道通风的需求，因此本隧道工程采取在隧道中间再设置有一个通风机进行通风，以满足隧道新鲜空气的投入，同时利用洞内的新鲜空气使之在掌子面附近形成洞内循环把掌子面废气置换出来，置换出的废气在距掌子面约200m~300m处利用轴流风机直接抽出洞外，而风管提供的风量主要用于稀释掌子面掘进形成的炮烟和提供新鲜空气。在多个工作面施工的情况下，充分利用现有的设备达到了很好的通风效果。
本隧道的掌子面在爆破大约10min后，采取距掌子面约为200m的通风机对着掌子面供风，以有效地置换出掌子面爆破后产生的废气，然后由布置在靠前此风机30m处的轴流风机抽出废气至主风机处，然后再由主风机抽出洞外。
横通道及其担负的单线正洞段通风，由于采用装载机装车配合梭矿车有轨运输，掌子面废气主要是炮烟、油烟和喷锚作业的粉尘。因此，本隧道工程在举例掌子面大约为30m~50m处隧道钻孔台车上安装一台SDS112K-4P-45型射流风机，射流风机固定在简易台车上移动方便，用于稀释掌子面废气，随后由安装设置在横通道的轴流风机提供新鲜空气，再把废气置换出单线正洞，然后由主风机抽出洞外。
3.5 隧道通风保证措施
1）为了更有效地确保本长隧道工程的通风，本隧道成立专门的隧道通风检修小组，专门负责本隧道的通风日常管理事情。结合本隧道已有的勘测设计资料所提供的里程段落长度、投入机械设备及人员数量等因素，再结合考虑一定的富裕系数情况下，预先做好本隧道的通风设计计算，以确保本隧道的施工通风风量、风速的准确，然后再科学选配本隧道施工通风所需风机、风管的性能和规格；
2）配备足够的备用设备，防止设备故障影响洞内施工。本隧道工程所选用的防爆型风机以及阻燃型防静电风管，还有风机距离本隧道洞口20m布设。在隧道施工过程中尤其加强隧道的通风管理工作，并且加强对通风机械设备、通风管路的维护保养和检查。工程实践表明，所采取的通风管理技术措施，可以有效地减小隧道通风系统的故障率以及通风管路的漏风量，可有效保证隧道施工中通风系统能正常运行以及通风效果。
3）在隧道施工中，通风机必须设置两路供电系统，同时必须安装风电闭锁装置。如果一路电源停止供电，另一路电源应有15min启动，以确保通风机的运转。对于隧道施工中若通风系统或通过设施等出与异常时，例如通风风筒脱节或破坏等，则必须及时组织修复，以最快地恢复正常通风。
4 辅助通风处理措施
鉴于本隧道工程的地质较复杂，对本隧道采取爆破后，将会产生较大量的灰尘。为此本隧道工程除采取以上的通风处理措施外，另外使用以下几种辅助通风处理措施，以进一步加强本隧道的通风效果。
1）采取水幕降尘处理措施，这种辅助通风技术对于减小通风时间相当有效。为此，本隧道在距隧道工作面30m距离处设置三道水幕降尘装置，该装置安装在边拱上。当隧道采取爆破后5min即打开水幕开关，开启约20min才关闭装置；
2）采取洞内晒水。当本隧道出渣过程中采用高压水雾对渣堆进行分层洒水，以有效地减小装渣过程所扬起粉尘；
3）本隧道建立一支稳定的专业的风管工班，其专门负责通风设备等的使用、管理、检查、维护、养护等工作，从而有效地确保了本隧道的所有通风设备能正常工作，确保了风管平顺，完好无损。
5 结论
本文结合石鼓山长距离隧道施工实例，鉴于该隧道长距离施工，射流风机纵向通风己不适应，经研究在进洞到中间位置再加一个通风机，对该隧道通风设计、方案选择、设备选型等进行详细探讨，探讨了长距离隧道施工通风技术问题。
参考文献
[1]韦能元.长大隧道无轨运输施工通风技术[D].矿山建设工程技术新进展――2009全国矿山建设学术会议文集（下册），2009(9)．
[2]刘凯年.秦岭Ⅱ线隧道平导(进口端)施工通风技术[J].铁道工程学报，2008(9).